數(shù)控直流恒流源

15頁 6000余字

本設計采用閉環(huán)控制實現(xiàn)直流電流源，系統(tǒng)以89S52單片機為控制核心，通過12位D/A MAX538輸出控制電壓、12位A/D MAX188對輸出電流進行反饋，按照PID控制算法和運放的電流串聯(lián)負反饋特性，實現(xiàn)一種寬范圍、高精度、低紋波、帶負載能力強的直流電流源。該電流源可以通過鍵盤進行預置調整設定值，且輸出值能通過LCD顯示。并且可通過RS-232接口與PC進行通訊，實現(xiàn)遠程控制。
關鍵詞：直流 恒流源 PID 閉環(huán)控制 高精度
Abstract: The constant current source is presented in this paper. The system is controlled by the MCU，89S52. The closed loop control and PID arithmetic is used to realize high precision and wide range. This constant current source realizes that the output current can be pre-set, adjusted step by step and display in LCD directly.....

考慮到設計要求，恒流源上限電流為2A,一般的小功率直流穩(wěn)壓器將不能滿足要求。故采用將2個大功率集成穩(wěn)壓器并聯(lián)的做法。普通集成穩(wěn)壓器是常用器件，價格合理，適于做為實驗室條件下系統(tǒng)設計的電源。此處采用LM78H15作為集成穩(wěn)壓器。LM78H15輸出電流達5A，輸出電壓為15V，可以滿足本設計電源要求。

根據(jù)“虛短”原理，LM324的3號腳的電壓等于器號腳的電壓，故其電流為：I0=Vi/Rf，經實驗證實，在保證運放處于線性放大狀態(tài)，輸出電壓小于10V的條件下（即保證達林頓管Q1導通），輸出電流能夠達到2000mA。能滿足題目要求。本設計就是采用了這種簡單的設計方案，使用了精度較高的OP07放大器。


目錄
一、方案論證 3
1、總體方案論證 3
2、電源部分 4
（1）、方案一 4
（2）、方案二 4
3、恒流源部分 4
（1）、方案一 4
（2）、方案二 5
（3）、方案三 5
（4）、方案四 6
4、控制電壓部分 6
5、V/I轉換電路及報警電路 6
報警方案一 7
報警方案二 7
6、采樣部分 7
6.1 電流值的讀取 7
6.2 負載電壓的讀取 7
7、人機界面 8
7．1 鍵盤接口 8
7．2 顯示接口 8
8、軟件設計方案 8
方案一 ：采用開環(huán)控制 8
方案二 ：采用閉環(huán)控制 8
二、系統(tǒng)硬件組成及原理分析 9
2.1、系統(tǒng)的基本結構 9
2.2系統(tǒng)硬件設計 9
2.2.1系統(tǒng)電源電路 10
2.2.2單片機最小系統(tǒng)板 10
2.2.4恒流源V/I與控制板 11
2.2.5大功率直流源 11
2.3系統(tǒng)軟件設計 11
三、調試 13
1、硬件調試 13
2．軟件調試 13
3．軟硬聯(lián)調 13
四、指標測試 14
1、測試儀器 14
2、指標測試 14
2.1 輸出電流范圍： 14
2.2負載改變時的性能測試 15
五、結 論 15
六、結束語 16
七、參考文獻 ............... 16

參考文獻
1.《計算機控制系統(tǒng)》 李正軍編著 機械工業(yè)出版社
2.《單片機的c語言應用程序設計》馬忠梅等編著 北京航空航天大學
3.《電子電路設計與實踐》姚福安編著 山東科學技術出版社